(57)【要約】【課題】燃料改質器の運転を容易に停止することができるとともに、燃料改質器内の触媒の劣化の防止をより確実に図ることができる燃料電池発電システムを得る。【解決手段】燃料電池１での発電に必要な燃料は、燃料改質器７から供給される。燃料改質器７内では、原料を燃料に変換する化学反応が行われる。燃料改質器７には、燃料改質器７の運転停止時に燃料改質器７内へ水を供給するための自動給水装置１４が接続されている。自動給水装置１４は、水が溜められた水タンク１５と、燃料改質器７に接続され、水タンク１５内の水で封じられた水吸引管１６とを有している。燃料改質器７の運転停止時には、燃料管遮断弁１３により燃料改質器７内への外気の進入が防止される。この後、燃料改質器７内の圧力の低下により、水タンク１５内の水が水吸引管１６を通って燃料改質器７内へ吸引される。燃料改質器７内では、吸引された水が水蒸気となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料及び酸化剤の供給を受けることにより発電する燃料電池、
原料を上記燃料に化学反応により変換する燃料改質器、
上記燃料改質器に接続された水吸引管を有し、上記水吸引管を水で封じた自動給水装置、及び
上記燃料改質器の運転を停止したときに、上記燃料改質器内への外気の進入を防止するための遮断弁
を備え、
上記燃料改質器の運転を停止したときには、上記燃料改質器内の圧力の低下により、上記自動給水装置からの水が上記水吸引管内を通って上記燃料改質器内へ吸引され、上記燃料改質器内へ吸引された水が上記燃料改質器内で水蒸気となるように構成したことを特徴とする燃料電池発電システム。
【請求項２】
上記燃料改質器内へ吸引される水の量は、あらかじめ設定された所定量とされていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池発電システム。
【請求項３】
上記自動給水装置は、上記燃料改質器内へ吸引させるための水を溜める水タンクをさらに有し、上記水吸引管の先端部を上記水タンク内の水中に挿入することにより上記水吸引管を水で封じていることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池発電システム。
【請求項４】
上記所定量は、上記燃料改質器内の温度が所定の温度以下になるまで上記燃料改質器内の圧力を保持する水蒸気の量に基づいて設定されていることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池発電システム。
【請求項５】
上記水タンクは、外気に開放されており、
上記所定量の水が上記燃料改質器内へ吸引された後に、上記外気が上記燃料改質器内へ吸引されることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池発電システム。
【請求項６】
上記水タンク内には、上記所定量の水が上記燃料改質器内へ吸引された後に上記燃料改質器内へ吸引させるための補填ガスが供給されることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池発電システム。
【請求項７】
上記補填ガスは、上記水タンクに連通するガス貯蔵装置に貯蔵されており、
上記水タンク内の圧力変動は、上記ガス貯蔵装置により吸収されることを特徴とする請求項６に記載の燃料電池発電システム。
【請求項８】
上記補填ガスは、酸素を含む酸素含有ガスに対して脱酸素処理を行った脱酸素ガスであることを特徴とする請求項６に記載の燃料電池発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池へ燃料を供給する燃料改質器を有する燃料電池発電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、燃料改質器の運転時には、化学反応が燃料改質器内で行われるので、燃料改質器の温度は高温になっている。高温の状態で燃料改質器の運転が停止されると、燃料改質器内の圧力の低下により、例えば外気等が燃料改質器内に導入される。高温の燃料改質器内に外気が導入されると、燃料改質器内の触媒と外気中の酸素とが反応して触媒の劣化が促進されてしまう。
【０００３】
従来、燃料改質器内の触媒の劣化の促進を防止するために、燃料改質器の運転を停止したときに水蒸気を燃料改質器内へ供給する固体高分子型燃料電池の停止方法が提案されている。この従来の固体高分子型燃料電池の停止方法では、燃料改質器内への水蒸気の供給後、燃料改質器の温度が所定の温度以下になったときに、空気が燃料改質器内へ供給される。これにより、燃料改質器の温度が高温であるときには、燃料改質器内への空気の導入が水蒸気により防止され、触媒の酸化が防止される（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−８７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に示された固体高分子型燃料電池の停止方法では、燃料改質器の運転停止後も水蒸気の供給を継続しなければならない。また、燃料改質器内へ供給する気体を水蒸気から空気へ切り替えるための制御も必要になる。従って、燃料改質器の運転を停止するために手間がかかってしまう。
【０００６】
また、燃料改質器の運転が停電等によって停止してしまった場合には、水蒸気の供給の継続や水蒸気から空気への切り替えの制御を行うことができず、燃料改質器内の触媒の劣化が促進され、燃料改質器の性能が低下してしまう。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、燃料改質器の運転を容易に停止することができるとともに、燃料改質器の性能の低下の抑制をより確実に図ることができる燃料電池発電システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る燃料電池発電システムは、燃料及び酸化剤の供給を受けることにより発電する燃料電池、原料を燃料に化学反応により変換する燃料改質器、燃料改質器に接続された水吸引管を有し、水吸引管を水で封じた自動給水装置、及び燃料改質器の運転を停止したときに、燃料改質器内への外気の進入を防止するための遮断弁を備え、燃料改質器の運転を停止したときには、燃料改質器内の圧力の低下により、自動給水装置からの水が水吸引管内を通って燃料改質器内へ吸引され、燃料改質器内へ吸引された水が燃料改質器内で水蒸気となるように構成されている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る燃料電池発電システムでは、燃料改質器に接続された水吸引管を水で封じるとともに、燃料改質器の運転が停止されたときに燃料改質器内への外気の進入を遮断弁により防止するようにしたので、燃料改質器の運転が停止されたときに、燃料改質器内の圧力の低下により、燃料改質器内へ水を吸引させることができる。これにより、燃料改質器内に水蒸気を自動的に発生させることができ、燃料改質器の運転を容易に停止することができる。また、燃料改質器内への水蒸気の供給が制御装置の故障等の原因で停止されることがなくなるので、燃料改質器内に水蒸気をより確実に発生させることができる。従って、燃料改質器内の触媒の劣化の促進を抑制することができ、燃料改質器の性能の低下の抑制をより確実に図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による燃料電池発電システムを示す構成図である。図において、燃料電池１は、積層された複数の単電池２を有している。各単電池２は、アノード３と、カソード４と、アノード３及びカソード４間に挟まれた固体高分子電解質膜５とを有している。燃料電池１は、燃料ガス（水素を主体とする燃料）及び空気（酸化剤）のそれぞれの供給を受けることにより発電する。即ち、燃料電池１は、アノード３への燃料ガスの供給と、カソード４への空気の供給とを受けることにより発電する。燃料電池１への空気の供給は、空気供給系６により行われる。
【００１１】
燃料電池１には、燃料ガスを生成するための燃料改質器７が燃料供給管８を介して接続されている。燃料電池１内と燃料改質器７内との間は、燃料供給管８により互いに連通される。燃料電池１への燃料ガスの供給は、燃料改質器７から燃料供給管８を介して行われる。
【００１２】
燃料改質器７には、都市ガス及び水のそれぞれが原料として供給される。燃料改質器７への都市ガスの供給は都市ガス供給系９により行われ、燃料改質器７への水の供給は水供給系１０により行われる。燃料改質器７は、都市ガス供給系９及び水供給系１０のそれぞれから受けた原料を燃料ガスに変換する。燃料改質器７内では、原料が燃料ガスに変換されるときに、複数の化学反応が行われる。各化学反応の温度条件は、互いに異なっている。
【００１３】
燃料改質器７には、原料が燃料ガスに変換されるときの各化学反応をそれぞれ行うための複数種の触媒１１が充填されている。また、燃料改質器７には、各触媒１１のそれぞれの温度を調整可能なバーナ１２が設けられている。バーナ１２には、燃焼のための可燃性ガス（燃焼用ガス）が供給される。バーナ１２へ供給される可燃性ガスとしては、例えばアノード３から排出されるアノード排ガスが用いられる。アノード排ガスには、アノード３での電池反応で消費しきらなかった残留水素が含まれているからである。なお、可燃性成分を補うために、アノード排ガスに都市ガスを追加してもよい。
【００１４】
燃料改質器７の運転時における各触媒１１の温度は、バーナ１２による可燃性ガスの燃焼の調整により、各化学反応の温度条件に応じた温度に調整される。即ち、燃料改質器７は、各触媒１１のそれぞれの温度が各化学反応の温度条件に応じた温度になるように構成されている。この例では、以下のような化学反応が燃料改質器７内で行われる。
【００１５】
即ち、燃料改質器７内では、都市ガス供給系９からの都市ガスの主成分であるメタンと、水供給系１０からの水を気化した水蒸気とを燃料ガス及び一酸化炭素に変換するための水蒸気改質反応が行われる。水蒸気改質反応は、式（１）により表される。
【００１６】
ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ→３Ｈ２＋ＣＯ…（１）
【００１７】
水蒸気改質反応には、例えばニッケルやルテニウム等を活性金属とした触媒が用いられる。活性金属としてのニッケルやアルミニウム等は、アルミナ等のセラミック担体に分散担持される。また、水蒸気改質反応の温度は、例えば最高７００℃に設定される。
【００１８】
燃料電池１は、燃料ガス中の一酸化炭素に対する被毒傾向が強いので、例えば燃料ガス中の一酸化炭素の濃度を１０ｐｐｍ以下にまで低減する必要がある。従って、燃料改質器７内では、水蒸気改質反応により生成された一酸化炭素を低減するためのシフト反応も行われる。シフト反応は、式（２）により表される。
【００１９】
ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ２…（２）
【００２０】
シフト反応には、例えば銅等を活性金属とした触媒が用いられる。活性金属としての銅は、酸化亜鉛やアルミナ等の担体に分散担持される。また、シフト反応の温度は、例えば２００℃等に設定される。
【００２１】
また、シフト反応では、例えば０．５ｖｏｌ％（ｄｒｙガス基準）の一酸化炭素までしか低減することができず、燃料ガス中の一酸化炭素の濃度を目標の１０ｐｐｍ以下に低減することができない。従って、燃料改質器７内では、燃料ガス中の一酸化炭素の濃度をさらに低減するためのＣＯ酸化反応も行われる。これにより、燃料ガス中の一酸化炭素の濃度が１０ｐｐｍ以下にされる。ＣＯ酸化反応は、一酸化炭素を選択的に燃焼させる反応であり、式（３）により表される。
【００２２】
ＣＯ＋（１／２）Ｏ２→ＣＯ２…（３）
【００２３】
ＣＯ酸化反応には、例えば白金やルテニウム等を活性金属とした触媒が用いられる。活性金属としての白金やルテニウム等は、アルミナ等の担体に分散担持される。また、ＣＯ酸化反応の温度は、例えば１５０℃に設定される。
【００２４】
燃料改質器７の運転が停止されるときには、都市ガス供給系９及び水供給系１０のそれぞれからの原料の供給やバーナ１２の燃焼等が停止される。燃料改質器７の運転が停止されると、燃料改質器７の温度が放熱等により低下し、燃料改質器７内の気体の体積は収縮する。燃料改質器７内が密閉されていない場合には、外気が燃料改質器７内に進入することとなる。
【００２５】
従って、燃料供給管８には、燃料改質器７の運転が停止されたときに燃料改質器７内への外気の進入を防止するための燃料管遮断弁１３が設けられている。燃料管遮断弁１３は、燃料電池１内と燃料改質器７内との間の連通を開閉可能になっている。燃料電池１内と燃料改質器７内との間の連通は、燃料改質器７の運転が行われているときに燃料管遮断弁１３の動作により開き、燃料改質器７の運転が停止されているときに燃料管遮断弁１３の動作により閉じる。
【００２６】
この例では、燃料管遮断弁１３は電磁弁とされている。燃料電池１内と燃料改質器７内との間の連通は、燃料管遮断弁１３への給電により開き、燃料管遮断弁１３への給電が停止されたときに閉じる。なお、燃料改質器７への原料の供給が停止されているときには、都市ガス供給系９及び水供給系１０のそれぞれから燃料改質器７内への外気の進入も防止されるようになっている。
【００２７】
従って、燃料改質器７の運転が停止されると、燃料改質器７内の気体の体積が収縮されることにより、燃料改質器７内の圧力が大気圧以下の負圧に低下することとなる。
【００２８】
燃料改質器７には、燃料改質器７内に水蒸気を発生させるための水を燃料改質器７の運転停止時に燃料改質器７内へ供給する自動給水装置１４が接続されている。自動給水装置１４は、所定量の水を燃料改質器７内へ供給した後、外気を燃料改質器７内へ供給する。自動給水装置１４から燃料改質器７内への水及び外気の供給は、燃料改質器７内の圧力の低下による燃料改質器７内への吸引により行われる。
【００２９】
高温の燃料改質器７内に水が吸引されると、燃料改質器７内で水蒸気が発生する。これにより、燃料改質器７内の圧力が保持され、燃料改質器７内への外気の進入が防止される。燃料改質器７内へ吸引される水の量（所定量）は、燃料改質器７内の温度が触媒１１の酸化反応等を抑制可能な所定の温度（例えば２００℃）以下になるまで燃料改質器７内の圧力を保持する水蒸気の量に基づいて設定されている。即ち、燃料改質器７内の温度が所定の温度以下になるまで燃料改質器７内の水蒸気による圧力の保持が継続されるように、燃料改質器７内に吸引される水の量が決められている。
【００３０】
自動給水装置１４は、燃料改質器７内へ吸引させるための水を溜める水タンク１５と、水タンク１５内の水を燃料改質器７内へ導く水吸引管１６とを有している。
【００３１】
水吸引管１６の一端部は燃料改質器７に接続され、水吸引管１６の他端部（先端部）は水タンク１５内の水中に挿入されている。これにより、水吸引管１６の先端部の内部は、水タンク１５内の水で充満されている。即ち、水吸引管１６は、水タンク１５内の水で封じられている。
【００３２】
燃料改質器７の運転が停止されたときには、燃料改質器７内の圧力の低下により、所定量の水が水タンク１５内から水吸引管１６内を通って燃料改質器７内へ吸引される。水タンク１５内に溜められている水の量は、燃料改質器７内へ吸引される水の量が所定量になるように調整されている。水タンク１５内の水の量の調整は、例えば水位センサによる水位の検出により行われる。
【００３３】
また、水タンク１５の上部には、外気に開放された開放管１７が設けられている。即ち、水タンク１５は、外気（空気）に開放されている。これにより、所定量の水が燃料改質器７内に吸引され、燃料改質器７内の温度が所定の温度以下になった後には、燃料改質器７内の圧力がさらに低下することにより、外気が水タンク１５内から水吸引管１６内を通って燃料改質器７内へ吸引される。
【００３４】
水吸引管１６には、燃料改質器７内の運転が行われているときに水タンク１５から燃料改質器７内への水の進入を防止するための吸引管遮断弁１８が設けられている。吸引管遮断弁１８は、燃料改質器７の運転が行われているときに水吸引管１６内の連通を閉じ、燃料改質器７の運転が停止されているときに水吸引管１６内の連通を開く。この例では、吸引管遮断弁１８は電磁弁とされている。水吸引管１６内の連通は、吸引管遮断弁１８への給電により閉じ、吸引管遮断弁１８への給電の停止により開く。
【００３５】
次に、動作について説明する。燃料電池発電システムの運転が行われているときには、燃料管遮断弁１３及び吸引管遮断弁１８のそれぞれへの給電が継続されている。これにより、燃料供給管８内の連通が燃料管遮断弁１３により開き、水吸引管１６内の連通が吸引管遮断弁１８により閉じている。都市ガス供給系９及び水供給系１０のそれぞれから燃料改質器７内へ原料が供給されると、燃料改質器７内では複数の化学反応が行われ、原料が燃料ガスに変換される。この後、生成された燃料ガスが燃料改質器７から燃料電池１のアノード３へ送られる。
【００３６】
一方、空気供給系６からは、空気が燃料電池１のカソード４へ送られる。このとき、空気供給系６からの空気は、加湿器等により加湿される。
【００３７】
燃料電池１が燃料及び空気のそれぞれの供給を受けると、燃料電池１内では、発電が行われる。この後、アノード３から排出されたアノード排ガスは、燃焼用ガスとしてバーナ１２へ送られる。バーナ１２へ送られたアノード排ガスは、燃料改質器７内の温度の調整のために燃焼され、大気中へ排出される。
【００３８】
燃料電池発電システムの運転が停止されるときには、都市ガス供給系９及び水供給系１０のそれぞれから燃料改質器７への原料の供給、空気供給系６から燃料電池１への空気の供給、及びバーナ１２の燃焼がそれぞれ停止される。また、このとき、燃料管遮断弁１３及び吸引管遮断弁１８のそれぞれへの給電も停止される。これにより、燃料供給管８内の連通が燃料管遮断弁１３により閉じ、水吸引管１６内の連通が吸引管遮断弁１８により開く。
【００３９】
この後、燃料改質器７内の温度が低下し、燃料改質器７内の圧力が低下すると、水吸引管１６内に充満されている水が燃料改質器７内へ吸引される。これにより、水タンク１５内に溜められた水は、水吸引管１６内を通って燃料改質器７内へ自動的に供給される。このとき、水タンク１５内に溜められた水の水位は、燃料改質器７内への水の供給に伴って連続的に下がる。
【００４０】
この後、燃料改質器７内では、供給された水が気化されて水蒸気が発生する。これにより、燃料改質器７内の圧力が保持され、燃料改質器７内への外気の進入が防止される。また、燃料改質器７内の温度も連続的に下がることとなる。
【００４１】
この後、燃料改質器７内へ供給された水の量が所定量になると、水タンク１５内に溜められた水の水位は、水吸引管１６の先端部の開口の高さを下回る。これにより、燃料改質器７内への水の供給が停止され、開放管１７を介して水タンク１５内に取り込まれた外気（空気）が水吸引管１６を通って燃料改質器７内へ引き続き吸引されることとなる。
【００４２】
このとき、燃料改質器７内への所定量の水の供給により、燃料改質器７内の温度が所定の温度以下になっているので、外気が燃料改質器７内に供給されても、触媒の酸化が抑制され、触媒の劣化の促進が抑制される。このようにして、燃料改質器７の運転が停止され、燃料電池発電システムの運転が停止される。
【００４３】
また、燃料電池発電システムの運転を再起動するときには、燃料改質器７内をバーナ１２の燃焼により加熱し、燃料改質器７の運転に適した温度にまで燃料改質器７内の温度を上昇させる。このとき、燃料改質器７内の温度が所定の温度になると、燃料改質器７内に残存している空気により触媒の劣化が促進されてしまうので、所定の温度になるまでに、燃料改質器７内へ水蒸気を供給して、燃料改質器７内の空気を水蒸気に置換する。
【００４４】
このような燃料電池発電システムでは、燃料改質器７に接続された水吸引管１６を水で封じるとともに、燃料改質器７の運転が停止されたときに燃料改質器７内への外気の進入を燃料管遮断弁１３により防止するようにしたので、燃料改質器７の運転が停止されたときに、燃料改質器７内の圧力の低下により、燃料改質器７内へ水を吸引させることができる。即ち、燃料改質器７の運転を停止した後に、水蒸気を発生させるための水を燃料改質器７内へ自動的に供給することができる。従って、燃料改質器７の運転停止時に燃料改質器７内への水蒸気の供給を継続する従来の制御を行う必要がなくなり、燃料改質器７の運転を容易に停止することができる。また、燃料改質器７内への水蒸気の供給が制御装置の故障等の原因で停止されることがなくなるので、燃料改質器７内に水蒸気をより確実に発生させることができる。従って、燃料改質器７内の触媒の劣化の促進を抑制することができ、燃料改質器の性能の低下の抑制をより確実に図ることができる。
【００４５】
また、燃料改質器７内へ吸引される水の量は、あらかじめ設定された所定量とされているので、例えば大量の水が燃料改質器７内へ供給されることによる燃料改質器７の機能低下の防止を図ることができる。
【００４６】
また、水吸引管１６の先端部が水タンク１５内の水中に挿入されることにより、水吸引管１６が水で封じられているので、水タンク１５内の水の量を調整することにより、燃料改質器７内へ吸引される水の量を調整することができる。従って、燃料改質器７内へ吸引される水の量を容易に調整することができる。
【００４７】
また、燃料改質器７内へ吸引される水の所定量は、燃料改質器７内の温度が所定の温度以下になるまで燃料改質器７内の圧力を保持する水蒸気の量に基づいて設定されているので、燃料改質器７内への水の供給が完了したときに燃料改質器７内の温度を所定の温度以下にすることができる。これにより、水の供給後に外気が燃料改質器７に進入した場合であっても、触媒１１の酸化反応が抑制され、触媒１１の劣化の促進を抑制することができる。
【００４８】
また、水タンク１５が外気に開放されており、所定量の水が燃料改質器７内へ吸引された後に、外気が燃料改質器７内へ吸引されるので、燃料改質器７の運転を正常に停止させるための制御を自動的に行うことができ、触媒１１の劣化の促進をより確実に抑制することができる。
【００４９】
なお、上記の例では、都市ガス供給系９及び水供給系１０のそれぞれの構造が、燃料改質器７内への原料の供給を停止したときに燃料改質器７内への外気の進入を防止する構造とされているが、都市ガス供給系９及び水供給系１０の少なくともいずれかから燃料改質器７内へ外気が進入する可能性がある場合には、都市ガス供給系９及び水供給系１０のそれぞれと燃料改質器７との間に、燃料改質器７内への外気の進入を防止するための遮断弁を設けてもよい。この場合、燃料改質器７の運転が行われているときには、遮断弁が開いて原料が燃料改質器７内へ供給可能になり、燃料改質器７の運転が停止されているときには、燃料改質器７内への原料の供給が遮断弁により遮断される
【００５０】
また、上記の例では、燃料改質器７内への外気の進入を防止するために、燃料管遮断弁１３が燃料供給管８に設けられているが、燃料改質器７内への外気の進入を防止することができるのであれば、遮断弁を設ける位置は燃料供給管８に限定されない。例えば、アノード３から排出されるアノード排出ガスを導くアノード側排出管に遮断弁を設けてもよい。
【００５１】
また、上記の例では、燃料改質器７内へ吸引させるための水を水タンク１５に溜めているが、水吸引管１６内に所定量の水を溜めておくことができるのであれば、水タンク１５はなくてもよい。
【００５２】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２による燃料電池発電システムを示す構成図である。図において、水タンク１５には、所定量の水が燃料改質器７内へ吸引された後に燃料改質器７内へ吸引させるための補填ガスが供給されるようになっている。この例では、都市ガスが補填ガスとして用いられている。
【００５３】
ここで、都市ガスが補填ガスとして燃料改質器７内に供給されるときに、燃料改質器７内の触媒１１の温度が高温であると、都市ガスに含まれる高次炭化水素成分（エタンやプロパン等）の熱分解によりカーボンが生成し、燃料改質器７内を閉塞してしまう可能性がある。従って、カーボンの生成を抑制可能な所定の温度（例えば、３００℃）以下にまで燃料改質器７内の温度が下がった後に、燃料改質器７内へ都市ガスを供給する必要がある。
【００５４】
このことから、水タンク１５内に溜められた水の量（所定量）は、カーボンの生成を抑制可能な所定の温度以下に燃料改質器７内の温度が下がるまで燃料改質器７内の圧力を保持する水蒸気の量に基づいて設定されている。これにより、燃料改質器７内への補填ガスの供給は、燃料改質器７内の温度が所定の温度以下になるまで停止されることとなる。
【００５５】
補填ガスは、水タンク１５に連通するガス貯蔵装置２１に貯蔵されている。ガス貯蔵装置２１は、ガス供給管２２を介して水タンク１５内に連通している。ガス供給管２２は、水タンク１５の上部に接続されている。水タンク１５、ガス供給管２２及びガス貯蔵装置２１は、密閉されており、外気の進入が防止される。
【００５６】
ガス貯蔵装置２１は、補填ガスを収容する変形自在な柔軟性容器である。柔軟性容器は、例えばアルミ箔及び高分子フィルムによる多層構造とされたラミネートフィルム等により構成されている。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００５７】
次に、動作について説明する。燃料電池発電システムの運転が行われているときの動作は、実施の形態１と同様である。
【００５８】
燃料電池発電システムの運転が停止されるときには、実施の形態１と同様の動作により、水タンク１５内から燃料改質器７内へ水吸引管１６を通って所定量の水が吸引される。これにより、燃料改質器７内の温度が所定の温度（例えば、３００℃）以下にまで下がることとなる。
【００５９】
この後、水タンク１５内に溜められた水の水位が水吸引管１６の先端部の開口の高さを下回ると、燃料改質器７内への水の供給が停止され、ガス貯蔵装置２１から水タンク１５内へ供給された補填ガス（都市ガス）が水吸引管１６を通って燃料改質器７内へ引き続き吸引される。これにより、柔軟性容器が変形し、燃料改質器７内及び水タンク１５内の圧力の変動が吸収される。この後の動作は、実施の形態１と同様である。
【００６０】
このような燃料電池発電システムでは、燃料改質器７内へ吸引させるための補填ガスが水タンク１５内に供給されており、所定量の水が燃料改質器７内へ吸引された後に、補填ガスが水タンク１５内から燃料改質器７内へ吸引されるようになっているので、燃料改質器７内に所定量の水を供給した後に、外気と異なるガスを燃料改質器７内へ自動的に供給することができる。これにより、外気を供給した場合よりも高い温度であっても、燃料改質器７内へのガスの供給を開始することができ、燃料改質器７の機能低下をさらに抑制することができる。
【００６１】
また、水タンク１５に連通するガス貯蔵装置２１に補填ガスが貯蔵されており、水タンク１５内の圧力変動がガス貯蔵装置２１により吸収されるようになっているので、補填ガスが燃料改質器７内へ吸引されるときであっても、水タンク１５内及び燃料改質器７内の圧力の急激な低下を防止することができる。
【００６２】
なお、上記の例では、水タンク１５内及び燃料改質器７内の圧力変動を吸収するために、ガス貯蔵装置２１が変形自在な柔軟性容器とされているが、これに限定されず、ガス貯蔵装置２１の構造を例えばピストン構造や蛇腹構造等としてもよい。このようにしても、水タンク１５内及び燃料改質器７内の圧力変動を吸収することができる。
【００６３】
また、上記の例では、燃料改質器７内へ吸引させるための補填ガスが都市ガスとされているが、例えばバーナ１２での燃焼により生じる燃焼排ガスや、酸素を含む空気等の酸素含有ガスに対して脱酸素処理を行った窒素主体の脱酸素ガス等を補填ガスとしてもよい。このようにすれば、酸素の含有量が少ないガスを燃料改質器７内へ供給することができるので、触媒１１の劣化の促進をさらに抑制することができる。また、燃焼排ガスを補填ガスとする場合には、燃料改質器７の運転時に生じるガスを有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】この発明の実施の形態１による燃料電池発電システムを示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２による燃料電池発電システムを示す構成図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  燃料電池、７  燃料改質器、１３  燃料管遮断弁（遮断弁）、１４  自動給水装置、１５  水タンク、１６  水吸引管、２１  ガス貯蔵装置。
【図１】
2007323849.tif 000003
【図２】
2007323849.tif 000004